(a) com base na teoria da ligação de valência e na hibridização dos orbitais, explique por que outros elementos do Grupo 14 raramente formam ligações duplas.
Passo 1
Beleza, o que o exercício pede é: “Usando a teoria da ligação de valência (VBT) e o conceito de hibridização de orbitais, explique por que elementos do Grupo 14 (tipo Si, Ge, Sn, Pb) quase nunca fazem ligações duplas.”
Matéria: Química Inorgânica – Teoria da Ligação de Valência e Hibridização.
O que vamos precisar:
Matéria: Química Inorgânica – Teoria da Ligação de Valência e Hibridização.
O que vamos precisar:
- Entender como VBT descreve σ- e π-ligações;
- Saber o que é hibridização (sp, sp²) e quanta energia isso exige;
- Ver como o tamanho e a difusão dos orbitais afetam a formação de π-ligações.
Passo 2
Primeiro, lembra da VBT:
- A ligação dupla é feita de uma σ (sigma) + uma π (pi).
- σ é formada pelo “cara a cara” (overlap frontal) de orbitais híbridos (ex: sp²).
- π vem do “lado a lado” de orbitais p puros.
Para ter uma π forte, você precisa de dois orbitais p pequenos e bem próximos, que se sobreponham legal.
Passo 3
Agora hibridização e energia:
- Para formar sp² (que dá a geometria trigonal e a σ da dupla) o átomo tem que promover um elétron e misturar orbitais s e p.
- Em C isso é tranquilo: a diferença de energia entre 2s e 2p é razoável, gasta pouca energia para promover e hibridizar.
- Em Si, Ge etc, a diferença entre ns e np aumenta e o orbital é maior, mais difuso. Então promover elétron + hibridizar dá trabalho demais, fica pouco vantajoso.
Passo 4
Tamanho e difusão dos orbitais p:
- Em carbono, 2p é compacto, overlap eficiente → π‐ligação estável.
- Em silício (3p), germânio (4p), estanho (5p) e chumbo (6p), o orbital é bem mais diffuso.
- Overlap lateral (“lado a lado”) fica fraquinho; π-ligação fraca se desfaz fácil.
Resultado: esses átomos preferem ficar só com ligações simples σ (sp³) ou até usar orbitais d vazios para expandir coordenação, mas não pegam bem em dupla.
Resposta
Elementos do Grupo 14 abaixo do carbono não formam ligações duplas porque:
- A hibridização necessária (sp²) é energeticamente cara para orbitais maiores e mais afastados;
- Seus orbitais p são difusos, gerando overlap lateral muito fraco e, portanto, π-ligações instáveis.